JP2017020445A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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翔太 長野
Shota Nagano
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device which can suppress the increase of combustion noise to be caused by combustion of pilot injection fuel.SOLUTION: A lower limit pilot injection amount Ql, which is a misfire limit of main injection fuel, is calculated. An upper limit pilot injection amount Qh is calculated so that combustion noise during combustion of pilot injection fuel may fall within an allowable range (ST10). A final pilot injection amount Qf is calculated so as to minimize the amount of smoke to be generated, between the lower limit pilot injection amount Ql and the upper limit injection amount Qh (ST12). Final pilot injection time injf is calculated so as to minimize a difference between a maximum value of an in-cylinder pressure change rate in a combustion period of the pilot injection fuel in executing pilot injection at the final pilot injection amount Qf, and an in-cylinder pressure change rate at the start of the main injection (ST14). Consequently, misfire is prevented, exhaust emission is improved, and combustion noise is reduced.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は内燃機関の制御装置に係る。特に、本発明はパイロット噴射制御の改良に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to improved pilot injection control.

従来、車両等に搭載されるディーゼルエンジンでは、トルク発生に寄与するメイン噴射に先立ってパイロット噴射が実行される。つまり、パイロット噴射で噴射された燃料(以下、パイロット噴射燃料という)の燃焼によって燃焼室内の温度を上昇させておく。その後、メイン噴射で噴射された燃料(以下、メイン噴射燃料という)を、パイロット噴射燃料の燃焼場に通過させることで、メイン噴射燃料を加熱し、このメイン噴射燃料の着火遅れを抑制する。   Conventionally, in a diesel engine mounted on a vehicle or the like, pilot injection is executed prior to main injection that contributes to torque generation. That is, the temperature in the combustion chamber is raised by combustion of fuel injected by pilot injection (hereinafter referred to as pilot injected fuel). Thereafter, the fuel injected in the main injection (hereinafter referred to as main injection fuel) is passed through the combustion field of the pilot injection fuel to heat the main injection fuel and suppress the ignition delay of the main injection fuel.

また、特許文献1には、パイロット噴射燃料の燃焼に起因する燃焼音の増大を抑制することを目的としてパイロット噴射燃料の噴射量を調整することが開示されている。   Patent Document 1 discloses adjusting the injection amount of pilot injected fuel for the purpose of suppressing an increase in combustion noise caused by combustion of pilot injected fuel.

特開2009−281143号公報JP 2009-281143 A

しかしながら、パイロット噴射燃料の噴射量の調整のみによって燃焼音を抑制するには限界がある。本発明の発明者は、噴射量以外の噴射制御量についても適正化を図って燃焼音を抑制することについて考察した。   However, there is a limit to suppressing combustion noise only by adjusting the injection amount of the pilot injected fuel. The inventor of the present invention has considered the suppression of combustion noise by optimizing the injection control amount other than the injection amount.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パイロット噴射燃料の燃焼に起因する燃焼音の増大を抑制可能な制御装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is providing the control apparatus which can suppress the increase in the combustion sound resulting from combustion of pilot injection fuel.

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、燃料噴射弁から気筒内に噴射された燃料の自着火による燃焼を行う圧縮自着火式の内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁からの燃料噴射として、メイン噴射と、このメイン噴射に先立つパイロット噴射とを実行させる制御装置を前提とする。この制御装置に対し、実ガス状態量算出部、機関運転状態量検知部、圧縮端温度推定部、目標筒内温度取得部、下限パイロット噴射量算出部、上限パイロット噴射量算出部、最終パイロット噴射量算出部、最終パイロット噴射時期算出部、パイロット噴射指令部を備えさせている。実ガス状態量算出部は、前記気筒内におけるガス量、ガス組成、ガス温度、および、ガス圧力を算出する。機関運転状態量検知部は、前記内燃機関の現在の回転速度および負荷を検知する。圧縮端温度推定部は、前記ガス量、前記ガス組成、前記ガス温度、前記ガス圧力、前記回転速度、および、前記負荷に基づいて、前記気筒内のピストンが圧縮上死点に達した際の吸気圧縮に起因する圧縮端温度を推定する。目標筒内温度取得部は、前記メイン噴射の開始時における目標筒内温度を取得する。下限パイロット噴射量算出部は、前記圧縮端温度、前記目標筒内温度、前記ガス量、および、前記ガス組成に基づいて、下限パイロット噴射量を算出する。上限パイロット噴射量算出部は、吸気圧縮による筒内圧力の変化率、前記メイン噴射の開始時期、前記ガス量、および、前記ガス組成に基づいて、上限パイロット噴射量を算出する。最終パイロット噴射量算出部は、前記下限パイロット噴射量と前記上限パイロット噴射量との間のパイロット噴射量であって、スモーク発生量を最小にするパイロット噴射量を最終パイロット噴射量として算出する。最終パイロット噴射時期算出部は、前記最終パイロット噴射量でパイロット噴射を実行した場合における、このパイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率の最大値と、前記メイン噴射の開始時点における筒内圧力変化率との偏差が最小となるパイロット噴射時期を最終パイロット噴射時期として算出する。パイロット噴射指令部は、前記算出された最終パイロット噴射時期で前記燃料噴射弁からの前記パイロット噴射を実行させる。   The solution of the present invention for achieving the above object is applied to a compression self-ignition internal combustion engine that performs combustion by self-ignition of fuel injected into a cylinder from a fuel injection valve, As a fuel injection, a control device that executes main injection and pilot injection prior to the main injection is assumed. For this control device, an actual gas state quantity calculation unit, an engine operation state quantity detection unit, a compression end temperature estimation unit, a target in-cylinder temperature acquisition unit, a lower limit pilot injection amount calculation unit, an upper limit pilot injection amount calculation unit, and a final pilot injection An amount calculation unit, a final pilot injection timing calculation unit, and a pilot injection command unit are provided. The actual gas state quantity calculation unit calculates the gas quantity, gas composition, gas temperature, and gas pressure in the cylinder. The engine operating state quantity detection unit detects the current rotation speed and load of the internal combustion engine. The compression end temperature estimation unit is configured so that the piston in the cylinder reaches the compression top dead center based on the gas amount, the gas composition, the gas temperature, the gas pressure, the rotation speed, and the load. The compression end temperature resulting from intake air compression is estimated. The target in-cylinder temperature acquisition unit acquires a target in-cylinder temperature at the start of the main injection. The lower limit pilot injection amount calculation unit calculates a lower limit pilot injection amount based on the compression end temperature, the target in-cylinder temperature, the gas amount, and the gas composition. The upper limit pilot injection amount calculation unit calculates an upper limit pilot injection amount based on the rate of change of in-cylinder pressure due to intake air compression, the start timing of the main injection, the gas amount, and the gas composition. The final pilot injection amount calculation unit calculates a pilot injection amount that is a pilot injection amount between the lower limit pilot injection amount and the upper limit pilot injection amount and that minimizes the smoke generation amount as the final pilot injection amount. The final pilot injection timing calculation unit calculates the maximum value of the in-cylinder pressure change rate during the combustion period of the pilot injected fuel and the in-cylinder at the start of the main injection when the pilot injection is executed with the final pilot injection amount. The pilot injection timing that minimizes the deviation from the pressure change rate is calculated as the final pilot injection timing. The pilot injection command unit causes the pilot injection from the fuel injection valve to be executed at the calculated final pilot injection timing.

この特定事項により、スモーク発生量を最小にするパイロット噴射量を得ながらも、パイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率の最大値とメイン噴射の開始時点における筒内圧力変化率との偏差が最小となるパイロット噴射時期でパイロット噴射を実行することにより、パイロット噴射燃料の燃焼に起因する燃焼音の増大を抑制することができる。   With this specific matter, while obtaining the pilot injection amount that minimizes the amount of smoke generated, the maximum value of the in-cylinder pressure change rate during the combustion period of pilot injected fuel and the in-cylinder pressure change rate at the start of main injection By executing the pilot injection at the pilot injection timing at which the deviation is minimized, it is possible to suppress an increase in combustion noise resulting from the combustion of the pilot injected fuel.

本発明では、パイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率の最大値と、メイン噴射の開始時点における筒内圧力変化率との偏差が最小となるパイロット噴射時期を最終パイロット噴射時期として算出し、この最終パイロット噴射時期でパイロット噴射を実行させるようにしている。これにより、パイロット噴射燃料の燃焼に起因する燃焼音の増大を抑制することができる。   In the present invention, the pilot injection timing at which the deviation between the maximum value of the in-cylinder pressure change rate during the combustion period of the pilot-injected fuel and the in-cylinder pressure change rate at the start of main injection is minimized is calculated as the final pilot injection timing. The pilot injection is executed at this final pilot injection timing. Thereby, the increase in the combustion sound resulting from combustion of pilot injection fuel can be suppressed.

実施形態に係るディーゼルエンジンおよびその制御系統の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the diesel engine which concerns on embodiment, and its control system. ディーゼルエンジンの燃焼室およびその周辺部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the combustion chamber of a diesel engine, and its peripheral part. ECU等の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of control systems, such as ECU. パイロット噴射制御の手順の前半を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the first half of the procedure of pilot injection control. パイロット噴射制御の手順の後半を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the second half of the procedure of pilot injection control. 上限パイロット噴射量を説明するための筒内圧力変化率波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cylinder pressure change rate waveform for demonstrating an upper limit pilot injection amount. 上限パイロット噴射量を説明するための燃料噴射率波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fuel injection rate waveform for demonstrating an upper limit pilot injection amount. パイロット噴射量とスモーク発生量との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between pilot injection quantity and the amount of smoke generation. 要求パイロット噴射時期を説明するための燃料噴射率波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fuel injection rate waveform for demonstrating a request | requirement pilot injection time. 要求パイロット噴射時期を説明するための筒内圧力変化率波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cylinder pressure change rate waveform for demonstrating request | requirement pilot injection timing.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒(例えば直列4気筒)ディーゼルエンジン(圧縮自着火式内燃機関)に、本発明を適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a common rail in-cylinder direct injection multi-cylinder (for example, in-line 4-cylinder) diesel engine (compression self-ignition internal combustion engine) mounted on an automobile will be described.

−エンジンの構成−
図1は本実施形態に係るディーゼルエンジン1(以下、単にエンジンという)およびその制御系統の概略構成図である。
-Engine configuration-
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a diesel engine 1 (hereinafter simply referred to as an engine) and its control system according to the present embodiment.

この図1に示すように、本実施形態に係るエンジン1は、燃料供給系2、燃焼室3、吸気系6、および、排気系7を備えている。   As shown in FIG. 1, the engine 1 according to this embodiment includes a fuel supply system 2, a combustion chamber 3, an intake system 6, and an exhaust system 7.

燃料供給系2は、サプライポンプ21、コモンレール22、インジェクタ(燃料噴射弁)23、および、機関燃料通路24等を備えている。   The fuel supply system 2 includes a supply pump 21, a common rail 22, an injector (fuel injection valve) 23, an engine fuel passage 24, and the like.

前記サプライポンプ21は、燃料タンクから汲み上げた燃料を、高圧にした後、機関燃料通路24を経てコモンレール22に供給する。コモンレール22は、高圧燃料を各インジェクタ23に分配する。インジェクタ23はピエゾインジェクタである。   The supply pump 21 supplies the fuel pumped up from the fuel tank to the common rail 22 through the engine fuel passage 24 after making the pressure high. The common rail 22 distributes high-pressure fuel to the injectors 23. The injector 23 is a piezo injector.

吸気系6は、シリンダヘッド15(図2を参照)に形成された吸気ポート15aに接続される吸気マニホールド61を備え、この吸気マニホールド61に吸気管62が接続されている。この吸気管62には、上流側から順に、エアクリーナ63、エアフローメータ43、インタークーラ65、および、吸気絞り弁(ディーゼルスロットル)64が配設されている。   The intake system 6 includes an intake manifold 61 connected to an intake port 15 a formed in a cylinder head 15 (see FIG. 2), and an intake pipe 62 is connected to the intake manifold 61. In this intake pipe 62, an air cleaner 63, an air flow meter 43, an intercooler 65, and an intake throttle valve (diesel throttle) 64 are arranged in this order from the upstream side.

排気系7は、シリンダヘッド15に形成された排気ポート15bに接続される排気マニホールド71を備え、この排気マニホールド71に排気管72が接続されている。この排気管72には、NSR(NOx Storage Reduction)触媒74およびDPF(Diesel Particulate Filter)75が配設されている。   The exhaust system 7 includes an exhaust manifold 71 connected to an exhaust port 15 b formed in the cylinder head 15, and an exhaust pipe 72 is connected to the exhaust manifold 71. The exhaust pipe 72 is provided with an NSR (NOx Storage Reduction) catalyst 74 and a DPF (Diesel Particulate Filter) 75.

図2に示すように、シリンダブロック11には、各気筒(4気筒)毎にシリンダボア12が形成されている。各シリンダボア12の内部にはピストン13が収容されている。ピストン13の頂面13aの中央部には、キャビティ13bが凹設されており、このキャビティ13bが燃焼室3を構成している。この燃焼室3の中央部からインジェクタ23によって噴射された燃料は、自着火により燃焼し、その燃焼圧をピストン13に作用させる。ピストン13は、コネクティングロッド18によってクランクシャフト(図示省略)に連結されており、このクランクシャフトからエンジン動力が取り出される。   As shown in FIG. 2, the cylinder block 11 is formed with a cylinder bore 12 for each cylinder (four cylinders). A piston 13 is accommodated in each cylinder bore 12. A cavity 13 b is recessed in the center of the top surface 13 a of the piston 13, and this cavity 13 b constitutes the combustion chamber 3. The fuel injected from the central portion of the combustion chamber 3 by the injector 23 burns by self-ignition, and the combustion pressure acts on the piston 13. The piston 13 is connected to a crankshaft (not shown) by a connecting rod 18, and engine power is taken out from the crankshaft.

前記シリンダヘッド15には、吸気ポート15aを開閉する吸気バルブ16、および、排気ポート15bを開閉する排気バルブ17が配設されている。   The cylinder head 15 is provided with an intake valve 16 that opens and closes an intake port 15a and an exhaust valve 17 that opens and closes an exhaust port 15b.

さらに、図1に示す如く、このエンジン1には、ターボチャージャ(過給機)5が設けられている。このターボチャージャ5は、タービンシャフト51を介して連結されたタービンホイール52およびコンプレッサホイール53を備えている。   Further, as shown in FIG. 1, the engine 1 is provided with a turbocharger (supercharger) 5. The turbocharger 5 includes a turbine wheel 52 and a compressor wheel 53 that are connected via a turbine shaft 51.

また、エンジン1には、吸気系6と排気系7とを接続するEGR(Exhaust Gas Recirculation)通路8が設けられている。このEGR通路8には、EGRバルブ81およびEGRクーラ82が設けられている。   Further, the engine 1 is provided with an EGR (Exhaust Gas Recirculation) passage 8 that connects the intake system 6 and the exhaust system 7. The EGR passage 8 is provided with an EGR valve 81 and an EGR cooler 82.

−ECU−
ECU(Electronic Control Unit)100は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等からなるマイクロコンピュータと入出力回路とを備えている。図3に示すように、ECU100の入力回路には、クランクポジションセンサ40、レール圧センサ41、スロットル開度センサ42、エアフローメータ43、排気温センサ45a,45b、水温センサ46、アクセル開度センサ47、吸気圧センサ48、吸気温センサ49、筒内圧センサ4A、および、空燃比センサ4Bなどが接続されている。これらセンサの機能は周知であるのでここでの説明は省略する。
-ECU-
The ECU (Electronic Control Unit) 100 includes a microcomputer (not shown) such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an input / output circuit. As shown in FIG. 3, the input circuit of the ECU 100 includes a crank position sensor 40, a rail pressure sensor 41, a throttle opening sensor 42, an air flow meter 43, exhaust temperature sensors 45a and 45b, a water temperature sensor 46, and an accelerator opening sensor 47. An intake pressure sensor 48, an intake air temperature sensor 49, an in-cylinder pressure sensor 4A, an air-fuel ratio sensor 4B, and the like are connected. Since the functions of these sensors are well known, description thereof is omitted here.

一方、ECU100の出力回路には、サプライポンプ21、インジェクタ23、吸気絞り弁64、および、EGRバルブ81などが接続されている。   On the other hand, the supply pump 21, the injector 23, the intake throttle valve 64, the EGR valve 81, and the like are connected to the output circuit of the ECU 100.

そして、ECU100は、前記各センサからの出力、その出力値を利用する演算式により求められた演算値、または、前記ROMに記憶された各種マップに基づいて、エンジン1の各種制御を実行する。例えば、ECU100は、インジェクタ23の燃料噴射制御として、パイロット噴射およびメイン噴射等の燃料噴射制御を実行する。   The ECU 100 executes various controls of the engine 1 based on outputs from the respective sensors, calculated values obtained by calculation formulas using the output values, or various maps stored in the ROM. For example, the ECU 100 executes fuel injection control such as pilot injection and main injection as fuel injection control of the injector 23.

パイロット噴射は、メイン噴射に先立ち、少量の燃料を噴射する動作である。このパイロット噴射は、気筒内温度を高める予熱機能を有している。つまり、メイン噴射が開始されるまでの間に気筒内温度を十分に高め、これによってメイン噴射燃料の着火遅れを抑制し、このメイン噴射燃料の着火性を良好に確保するようにしている。   Pilot injection is an operation for injecting a small amount of fuel prior to main injection. This pilot injection has a preheating function for increasing the in-cylinder temperature. That is, the temperature in the cylinder is sufficiently increased until the main injection is started, thereby suppressing the ignition delay of the main injected fuel and ensuring the ignitability of the main injected fuel.

本実施形態におけるパイロット噴射制御にあっては、失火限界(メイン噴射燃料の失火限界)となる下限パイロット噴射量と、燃焼音(パイロット噴射燃料の燃焼に起因する燃焼音)の許容限界となる上限パイロット噴射量との間のパイロット噴射量であって、スモーク発生量を最少化するパイロット噴射量を求める。また、パイロット噴射燃料の燃焼期間における気筒内の圧力変化率の落ち込みを最小にする(それによって燃焼音を最小化する)パイロット噴射時期を決定する。そして、この決定されたパイロット噴射時期でインジェクタ23からのパイロット噴射を実行するようにしている。このパイロット噴射の噴射時期の決定動作については後述する。   In the pilot injection control according to the present embodiment, the lower limit pilot injection amount that becomes the misfire limit (misfire limit of the main injected fuel) and the upper limit that becomes the allowable limit of the combustion noise (combustion noise caused by the combustion of the pilot injected fuel). A pilot injection amount that is between the pilot injection amount and that minimizes the amount of smoke generated is obtained. Also, a pilot injection timing that minimizes the drop in the rate of change in pressure in the cylinder during the combustion period of the pilot injected fuel (and thereby minimizes combustion noise) is determined. The pilot injection from the injector 23 is executed at the determined pilot injection timing. The operation of determining the pilot injection timing will be described later.

メイン噴射は、エンジン1のトルク発生のための燃料噴射動作である。このメイン噴射での燃料噴射量および燃料噴射時期は、エンジン回転速度、アクセル操作量(エンジン負荷)等の運転状態量に応じ、要求トルクが得られるように決定される。例えば、燃料噴射量は、エンジン回転速度が高いほど、また、アクセル操作量(アクセル開度)が大きいほど多く設定される。   The main injection is a fuel injection operation for generating torque of the engine 1. The fuel injection amount and the fuel injection timing in the main injection are determined so as to obtain the required torque according to the operation state quantity such as the engine speed and the accelerator operation amount (engine load). For example, the fuel injection amount is set to be larger as the engine speed is higher and as the accelerator operation amount (accelerator opening) is larger.

なお、前述したパイロット噴射およびメイン噴射の他に、アフタ噴射やポスト噴射が必要に応じて行われる。これらの噴射の機能は周知であるため、ここでの説明は省略する。   In addition to the pilot injection and main injection described above, after injection and post injection are performed as necessary. Since these injection functions are well known, description thereof is omitted here.

前述した各燃料噴射を実行する際の燃料噴射圧力は、コモンレール22の内圧(コモンレール内圧)により決定される。このコモンレール内圧として、一般に、コモンレール22からインジェクタ23へ供給される燃料圧力の目標値である目標レール圧は、エンジン回転速度が高くなるほど、および、エンジン負荷が高くなるほど高いものとされる。この目標レール圧は例えば前記ROMに記憶された燃圧設定マップに従って設定される。   The fuel injection pressure at the time of executing each fuel injection described above is determined by the internal pressure of the common rail 22 (common rail internal pressure). As the common rail internal pressure, generally, the target rail pressure, which is the target value of the fuel pressure supplied from the common rail 22 to the injector 23, becomes higher as the engine speed increases and the engine load increases. This target rail pressure is set according to a fuel pressure setting map stored in the ROM, for example.

また、ECU100は、エンジン1の運転状態に応じてEGRバルブ81の開度を制御し、吸気マニホールド61に向けての排気還流量(EGRガス量)を調整する。このEGRガス量は、予め実験やシミュレーション等によって作成されて前記ROMに記憶されたEGRマップに従って設定される。このEGRマップは、エンジン回転速度およびエンジン負荷をパラメータとしてEGR率を決定するためのマップである。ECU100は、このEGRマップに従って決定されたEGR率が成立するように、吸入空気量に応じたEGRガス量を得るべくEGRバルブ81の開度を制御する。   Further, the ECU 100 controls the opening degree of the EGR valve 81 according to the operating state of the engine 1 and adjusts the exhaust gas recirculation amount (EGR gas amount) toward the intake manifold 61. The amount of EGR gas is set according to an EGR map that is created in advance by experiments, simulations, etc. and stored in the ROM. This EGR map is a map for determining the EGR rate using the engine speed and the engine load as parameters. The ECU 100 controls the opening degree of the EGR valve 81 so as to obtain an EGR gas amount corresponding to the intake air amount so that the EGR rate determined according to the EGR map is established.

−パイロット噴射制御−
次に、本実施形態の特徴であるパイロット噴射制御について説明する。このパイロット噴射制御では、前述したように、失火限界となる下限パイロット噴射量と、燃焼音の許容限界となる上限パイロット噴射量との間のパイロット噴射量であって、スモーク発生量を最少化するパイロット噴射量を求める。また、パイロット噴射燃料の燃焼期間における気筒内の圧力変化率の落ち込みを最小にするパイロット噴射時期を決定する。そして、この決定されたパイロット噴射時期でインジェクタ23からのパイロット噴射を実行するようにしている。以下、このパイロット噴射制御の概略について説明する。
-Pilot injection control-
Next, pilot injection control, which is a feature of this embodiment, will be described. In this pilot injection control, as described above, it is a pilot injection amount between the lower limit pilot injection amount that becomes the misfire limit and the upper limit pilot injection amount that becomes the allowable limit of combustion noise, and minimizes the amount of smoke generated. Obtain the pilot injection amount. Further, the pilot injection timing that minimizes the drop in the pressure change rate in the cylinder during the combustion period of the pilot injected fuel is determined. The pilot injection from the injector 23 is executed at the determined pilot injection timing. The outline of this pilot injection control will be described below.

このパイロット噴射制御では、(a)気筒内におけるガス量、ガス組成、ガス温度、および、ガス圧力を算出する動作、(b)エンジン1の現在の運転状態量である回転速度および負荷を検知する動作、(c)前記ガス量、前記ガス組成、前記ガス温度、前記ガス圧力、前記回転速度、および、前記負荷に基づいて、前記気筒内のピストンが圧縮上死点に達した際の吸気圧縮に起因する圧縮端温度を推定する動作、(d)メイン噴射の開始時における目標筒内温度を取得する動作、(e)前記圧縮端温度、前記目標筒内温度、前記ガス量、および、前記ガス組成に基づいて、下限パイロット噴射量を算出する動作、(f)吸気圧縮による筒内圧力の変化率、メイン噴射の開始時期、前記ガス量、および、前記ガス組成に基づいて、上限パイロット噴射量を算出する動作、(g)前記下限パイロット噴射量と前記上限パイロット噴射量との間のパイロット噴射量であって、スモーク発生量を最小にするパイロット噴射量を最終パイロット噴射量として算出する動作、(h)前記最終パイロット噴射量でパイロット噴射を実行した場合における、このパイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率の最大値と、メイン噴射の開始時点における筒内圧力変化率との偏差が最小となるパイロット噴射時期を最終パイロット噴射時期として算出する動作、(i)算出された最終パイロット噴射時期でインジェクタ23(燃料噴射弁)からのパイロット噴射を実行させる動作が順に行われる。これら(a)〜(i)の動作の詳細については後述する。   In this pilot injection control, (a) an operation for calculating the gas amount, gas composition, gas temperature, and gas pressure in the cylinder, and (b) a rotational speed and a load that are current operation state amounts of the engine 1 are detected. (C) Intake compression when the piston in the cylinder reaches the compression top dead center based on the operation, (c) the gas amount, the gas composition, the gas temperature, the gas pressure, the rotational speed, and the load (D) an operation for obtaining a target in-cylinder temperature at the start of main injection, (e) the compression end temperature, the target in-cylinder temperature, the gas amount, and the An operation for calculating a lower limit pilot injection amount based on the gas composition; (f) a rate of change of the in-cylinder pressure due to intake air compression, a main injection start timing, the gas amount, and an upper limit pyrol (G) a pilot injection amount between the lower limit pilot injection amount and the upper limit pilot injection amount, and a pilot injection amount that minimizes the smoke generation amount is calculated as a final pilot injection amount (H) The maximum value of the in-cylinder pressure change rate during the combustion period of the pilot-injected fuel and the in-cylinder pressure change rate at the start of main injection when pilot injection is executed with the final pilot injection amount The operation of calculating the pilot injection timing at which the deviation from the minimum is the final pilot injection timing, and (i) the operation of executing the pilot injection from the injector 23 (fuel injection valve) at the calculated final pilot injection timing is sequentially performed. . Details of the operations (a) to (i) will be described later.

これら動作は前記ECU100によって実行される。このため、ECU100において、前記(a)の動作を実行する機能部分が本発明でいう実ガス状態量算出部として構成されている。ECU100において、前記(b)の動作を実行する機能部分が本発明でいう機関運転状態量検知部として構成されている。ECU100において、前記(c)の動作を実行する機能部分が本発明でいう圧縮端温度推定部として構成されている。ECU100において、前記(d)の動作を実行する機能部分が本発明でいう目標筒内温度取得部として構成されている。ECU100において、前記(e)の動作を実行する機能部分が本発明でいう下限パイロット噴射量算出部として構成されている。前記(f)の動作を実行する機能部分が本発明でいう上限パイロット噴射量算出部として構成されている。前記(g)の動作を実行する機能部分が本発明でいう最終パイロット噴射量算出部として構成されている。前記(h)の動作を実行する機能部分が本発明でいう最終パイロット噴射時期算出部として構成されている。前記(i)の動作を実行する機能部分が本発明でいうパイロット噴射指令部として構成されている。   These operations are executed by the ECU 100. For this reason, in the ECU 100, a functional part that executes the operation (a) is configured as an actual gas state quantity calculation unit referred to in the present invention. In the ECU 100, a functional part that executes the operation (b) is configured as an engine operating state quantity detection unit referred to in the present invention. In the ECU 100, a functional part that executes the operation (c) is configured as a compression end temperature estimation unit in the present invention. In the ECU 100, a functional part that executes the operation (d) is configured as a target in-cylinder temperature acquisition unit referred to in the present invention. In the ECU 100, a functional part that executes the operation (e) is configured as a lower limit pilot injection amount calculation unit in the present invention. The functional part that executes the operation (f) is configured as an upper limit pilot injection amount calculation unit in the present invention. The functional part that executes the operation (g) is configured as a final pilot injection amount calculation unit in the present invention. The functional part that executes the operation (h) is configured as a final pilot injection timing calculation unit in the present invention. The functional part that executes the operation (i) is configured as a pilot injection command unit in the present invention.

これら実ガス状態量算出部、機関運転状態量検知部、圧縮端温度推定部、目標筒内温度取得部、下限パイロット噴射量算出部、上限パイロット噴射量算出部、最終パイロット噴射量算出部、最終パイロット噴射時期算出部、および、パイロット噴射指令部によって本発明に係る制御装置が構成されている。   These actual gas state quantity calculation unit, engine operation state quantity detection unit, compression end temperature estimation unit, target in-cylinder temperature acquisition unit, lower limit pilot injection amount calculation unit, upper limit pilot injection amount calculation unit, final pilot injection amount calculation unit, final The pilot injection timing calculation unit and the pilot injection command unit constitute a control device according to the present invention.

以下、このパイロット噴射制御の具体的な手順について図4および図5のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートは、エンジン1の始動後、クランクシャフトが所定角度だけ回転する毎(より具体的には、何れかの気筒でパイロット噴射が開始される前のタイミングとなる毎;例えばピストン13が圧縮上死点に達する前の所定クランク角度位置となるタイミング毎:本実施形態に係るエンジンは4気筒であるので180°CA毎)に前記ECU100において開始される。なお、以下では、本パイロット噴射制御においてパイロット噴射制御量が規定される気筒(パイロット噴射が開始される前のタイミングを迎えている気筒)を制御対象気筒と呼ぶ。   Hereinafter, a specific procedure of this pilot injection control will be described with reference to the flowcharts of FIGS. This flowchart shows after every start of the engine 1 every time the crankshaft rotates by a predetermined angle (more specifically, every time before pilot injection is started in any cylinder; for example, the piston 13 is compressed Every timing at which the predetermined crank angle position is reached before reaching the dead point: Since the engine according to the present embodiment has four cylinders, the ECU 100 is started every 180 ° CA). Hereinafter, a cylinder in which the pilot injection control amount is defined in the pilot injection control (a cylinder that has reached the timing before the pilot injection is started) is referred to as a control target cylinder.

先ず、ステップST1において、制御対象気筒内に導入されている現在のガスの状態量を取得する。具体的には、ガス量gcyl、ガス組成C、ガス温度T、および、ガス圧力Pが算出される。   First, in step ST1, the current state quantity of gas introduced into the cylinder to be controlled is acquired. Specifically, the gas amount gcyl, the gas composition C, the gas temperature T, and the gas pressure P are calculated.

ガス量gcylは、制御対象気筒内に導入されている吸気の質量であって、エアフローメータ43および吸気温センサ49からの出力信号等に基づいて求められる。例えば所定期間中(例えば制御対象気筒の吸気バルブ16の開弁時から閉弁時までの期間中)における吸入空気量(エアフローメータ43からの出力信号に基づいて算出される吸入空気量の積算値)、および、吸気温度(吸気温センサ49からの出力信号によって検知される吸気温度)をパラメータとする所定の演算式またはマップからガス量gcylを求める。そして、吸入空気量が多いほど、また、吸気温度が低いほど、このガス量gcylが大きい値として算出される。また、前記エアフローメータ43等からの出力信号に基づいて求められたガス量にEGRガス量(前記EGRマップから読み出されるEGR率を達成するためのEGRガス量)を加算してガス量gcylを算出するようにしてもよい。   The gas amount gcyl is the mass of intake air introduced into the cylinder to be controlled, and is obtained based on output signals from the air flow meter 43 and the intake air temperature sensor 49. For example, the intake air amount (the integrated value of the intake air amount calculated based on the output signal from the air flow meter 43) during a predetermined period (for example, during the period from when the intake valve 16 of the cylinder to be controlled is opened to when it is closed) ) And a predetermined arithmetic expression or map using the intake air temperature (the intake air temperature detected by the output signal from the intake air temperature sensor 49) as a parameter, the gas amount gcyl is obtained. The larger the intake air amount and the lower the intake air temperature, the larger the gas amount gcyl is calculated. Further, the gas amount gcyl is calculated by adding the EGR gas amount (EGR gas amount for achieving the EGR rate read from the EGR map) to the gas amount obtained based on the output signal from the air flow meter 43 or the like. You may make it do.

ガス組成Cは、制御対象気筒内に導入されているガス中の酸素濃度であって、EGR率および空燃比(A/F)等から求められる。EGR率は、前述した如くEGRマップから読み出される。空燃比は、空燃比センサ4Bからの出力信号によって検知される。このガス組成Cは、EGR率および空燃比(A/F)をパラメータとする所定の演算式またはマップから求められる。そして、EGR率が低いほど、また、空燃比(A/F)が大きいほど、このガス組成C(ガス中の酸素濃度)は高い値として算出される。   The gas composition C is the oxygen concentration in the gas introduced into the cylinder to be controlled, and is obtained from the EGR rate, the air-fuel ratio (A / F), and the like. The EGR rate is read from the EGR map as described above. The air-fuel ratio is detected by an output signal from the air-fuel ratio sensor 4B. The gas composition C is obtained from a predetermined arithmetic expression or map using the EGR rate and the air-fuel ratio (A / F) as parameters. The gas composition C (oxygen concentration in the gas) is calculated as a higher value as the EGR rate is lower and as the air-fuel ratio (A / F) is larger.

ガス温度Tは、ピストン13の往復移動に伴うガスの圧縮状態によって変化する。吸入行程において制御対象気筒内に吸入された吸入ガス(吸気温センサ49からの出力信号によって検知される吸気温度となっている吸入ガス)が、吸気バルブ16の閉弁後の圧縮行程におけるピストン13の上昇移動によって圧縮されていく場合に、現時点(ガス温度Tを算出する時点)で幾何学的に求まるピストン位置によって前記吸入ガスの圧縮比が決まるので、この時点におけるガス温度Tを算出することができる。ステップST1では、このガス温度Tが取得される。   The gas temperature T varies depending on the compressed state of the gas as the piston 13 reciprocates. The intake gas sucked into the cylinder to be controlled in the intake stroke (intake gas having the intake temperature detected by the output signal from the intake temperature sensor 49) is the piston 13 in the compression stroke after the intake valve 16 is closed. The compression ratio of the suction gas is determined by the piston position geometrically determined at the present time (when the gas temperature T is calculated), so that the gas temperature T at this time is calculated. Can do. In step ST1, this gas temperature T is acquired.

ガス圧力Pも、ピストン13の往復移動に伴うガスの圧縮状態によって変化する。吸入行程において制御対象気筒内に吸入された吸入ガス(吸気圧センサ48からの出力信号によって検知される吸気圧力となっている吸入ガス)が、吸気バルブ16の閉弁後の圧縮行程におけるピストン13の上昇移動によって圧縮されていく場合に、現時点(ガス圧力Pを算出する時点)で幾何学的に求まるピストン位置によって前記吸入ガスの圧縮比が決まるので、この時点におけるガス圧力Pを算出することができる。ステップST1では、このガス圧力Pが取得される。なお、このガス圧力Pは筒内圧センサ4Aからの出力信号によって検知することもできる。   The gas pressure P also changes depending on the compressed state of the gas as the piston 13 reciprocates. The intake gas sucked into the cylinder to be controlled in the intake stroke (the intake gas having the intake pressure detected by the output signal from the intake pressure sensor 48) is the piston 13 in the compression stroke after the intake valve 16 is closed. The compression ratio of the suction gas is determined by the piston position geometrically determined at the present time (when the gas pressure P is calculated), so that the gas pressure P at this time is calculated. Can do. In step ST1, this gas pressure P is acquired. The gas pressure P can also be detected by an output signal from the in-cylinder pressure sensor 4A.

このステップST1の動作が、本発明でいう「実ガス状態量算出部による動作であって、気筒内におけるガス量、ガス組成、ガス温度、および、ガス圧力を算出する動作」に相当する。   The operation of this step ST1 corresponds to the “operation by the actual gas state quantity calculation unit, which calculates the gas amount, gas composition, gas temperature, and gas pressure in the cylinder” in the present invention.

ステップST2では、現在のエンジン回転速度Neおよびエンジン負荷Q(パイロット噴射量およびメイン噴射量の総噴射量に対応する値となる)を検出する。エンジン回転速度Neはクランクポジションセンサ40からの出力信号(パルス波形信号)に基づいて算出される。また、エンジン負荷Qは、前記エンジン回転速度とアクセル開度センサ47からの出力信号とに基づいて算出される。   In step ST2, the current engine speed Ne and engine load Q (which are values corresponding to the total injection amount of the pilot injection amount and the main injection amount) are detected. The engine speed Ne is calculated based on an output signal (pulse waveform signal) from the crank position sensor 40. The engine load Q is calculated based on the engine speed and the output signal from the accelerator opening sensor 47.

このステップST2の動作が、本発明でいう「機関運転状態量検知部による動作であって、内燃機関の現在の回転速度および負荷を検知する動作」に相当する。   The operation of step ST2 corresponds to the “operation by the engine operating state quantity detection unit, which detects the current rotational speed and load of the internal combustion engine” in the present invention.

ステップST3では、ピストン13が圧縮上死点に達した時点における気筒内温度(圧縮端温度)Tcを算出(推定)する。この圧縮端温度Tcは、前記ガス量gcyl、前記ガス組成C、前記ガス温度T、前記ガス圧力P、前記エンジン回転速度Ne、および、前記エンジン負荷Qをパラメータとする所定の演算式またはマップから求められる。そして、ガス量gcylが多いほど、ガス組成C(ガス中の酸素濃度)が高いほど、ガス温度Tが高いほど、ガス圧力Pが高いほど、エンジン回転速度Neが高いほど、また、エンジン負荷Qが高いほど、この圧縮端温度Tcは高い値として算出される。   In step ST3, an in-cylinder temperature (compression end temperature) Tc when the piston 13 reaches the compression top dead center is calculated (estimated). The compression end temperature Tc is obtained from a predetermined arithmetic expression or map using the gas amount gcyl, the gas composition C, the gas temperature T, the gas pressure P, the engine rotational speed Ne, and the engine load Q as parameters. Desired. As the gas amount gcyl increases, the gas composition C (oxygen concentration in the gas) increases, the gas temperature T increases, the gas pressure P increases, the engine rotational speed Ne increases, and the engine load Q increases. The higher the is, the higher the compression end temperature Tc is calculated.

このステップST3の動作が、本発明でいう「圧縮端温度推定部による動作であって、ガス量、ガス組成、ガス温度、ガス圧力、回転速度、および、負荷に基づいて、気筒内のピストンが圧縮上死点に達した際の吸気圧縮に起因する圧縮端温度を推定する動作」に相当する。   The operation of this step ST3 is “operation by the compression end temperature estimation unit” in the present invention, and the piston in the cylinder is determined based on the gas amount, gas composition, gas temperature, gas pressure, rotation speed, and load. This corresponds to the operation of estimating the compression end temperature resulting from the intake compression when the compression top dead center is reached.

ステップST4では、目標筒内温度Ttを取得する。ここでは、メイン噴射の開始時における目標筒内温度Ttが取得される。この目標筒内温度Ttの一例としては燃料の拡散燃焼温度(例えば1000K)が挙げられる。目標筒内温度Ttは、これに限定されるものではなく、メイン噴射燃料が失火しない温度として実験等によって求められて前記ROMに予め記憶されている。ステップST4では、この温度が取得される。   In step ST4, the target in-cylinder temperature Tt is acquired. Here, the target in-cylinder temperature Tt at the start of main injection is acquired. An example of the target in-cylinder temperature Tt is a diffusion combustion temperature of fuel (for example, 1000 K). The target in-cylinder temperature Tt is not limited to this. The target in-cylinder temperature Tt is obtained by experiments or the like as a temperature at which the main injected fuel does not misfire and is stored in the ROM in advance. In step ST4, this temperature is acquired.

このステップST4の動作が、本発明でいう「目標筒内温度取得部による動作であって、メイン噴射の開始時における目標筒内温度を取得する動作」に相当する。   The operation in step ST4 corresponds to the “operation by the target in-cylinder temperature acquisition unit that acquires the target in-cylinder temperature at the start of main injection” in the present invention.

ステップST5では、下限パイロット噴射量Qlが算出される。この下限パイロット噴射量Qlは、メイン噴射燃料の失火限界となるパイロット噴射量である。つまり、メイン噴射燃料の着火温度まで気筒内温度を上昇させるために最低限必要となるパイロット噴射量である。この下限パイロット噴射量Qlは、前記圧縮端温度Tc、前記目標筒内温度Tt、前記ガス量gcyl、および、前記ガス組成Cをパラメータとする所定の演算式またはマップから求められる。そして、圧縮端温度Tcが低いほど、目標筒内温度Ttが高いほど、ガス量gcylが多いほど、また、前記ガス組成C(ガス中の酸素濃度)が低いほど、下限パイロット噴射量Qlは多い値として算出される。   In step ST5, a lower limit pilot injection amount Ql is calculated. The lower limit pilot injection amount Ql is a pilot injection amount that becomes a misfire limit of the main injected fuel. That is, this is the minimum pilot injection amount that is necessary to raise the cylinder temperature to the ignition temperature of the main injected fuel. The lower limit pilot injection amount Ql is obtained from a predetermined arithmetic expression or map using the compression end temperature Tc, the target in-cylinder temperature Tt, the gas amount gcyl, and the gas composition C as parameters. Further, the lower the compression end temperature Tc, the higher the target in-cylinder temperature Tt, the greater the gas amount gcyl, and the lower the gas composition C (oxygen concentration in the gas), the greater the lower limit pilot injection amount Ql. Calculated as a value.

このステップST5の動作が、本発明でいう「下限パイロット噴射量算出部による動作であって、圧縮端温度、目標筒内温度、ガス量、および、ガス組成に基づいて、下限パイロット噴射量を算出する動作」に相当する。   The operation of this step ST5 is the operation by the “lower limit pilot injection amount calculation unit” in the present invention, and the lower limit pilot injection amount is calculated based on the compression end temperature, the target in-cylinder temperature, the gas amount, and the gas composition. Corresponds to “operation to perform”.

ステップST6では、メイン噴射開始時における筒内容積Vcylが取得される。この筒内容積Vcylは、現在のエンジン回転速度およびエンジン負荷に対応する運転格子点に割り当てられた(前記ROMに記憶された)メイン噴射の基準噴射時期での筒内容積Vcylである。つまり、このステップST6では、メイン噴射開始時のクランク角度位置に対応するピストン13の位置によって決まる筒内容積Vcylが読み込まれる。   In step ST6, an in-cylinder volume Vcyl at the start of main injection is acquired. This in-cylinder volume Vcyl is the in-cylinder volume Vcyl at the reference injection timing of main injection (stored in the ROM) assigned to the operation grid point corresponding to the current engine speed and engine load. That is, in step ST6, the cylinder volume Vcyl determined by the position of the piston 13 corresponding to the crank angle position at the start of main injection is read.

ステップST7では、筒内圧力変化率dP/dθが算出される。この筒内圧力変化率dP/dθは、制御対象気筒におけるピストン13の移動に伴う単位クランク角度当たりの筒内圧力の変化量である。つまり、いわゆるモータリングによる筒内圧力変化率dP/dθである。この筒内圧力変化率dP/dθは、前記ガス量gcyl、前記ガス組成C、前記ガス温度T、前記ガス圧力P、前記エンジン回転速度Ne、前記エンジン負荷Q、および、前記メイン噴射開始時における筒内容積Vcylをパラメータとする所定の演算式またはマップから求められる。例えば、ガス量gcylが多いほど、ガス組成C(ガス中の酸素濃度)が高いほど、ガス温度Tが低いほど、ガス圧力Pが高いほど、エンジン回転速度Neが高いほど、エンジン負荷Qが高いほど、また、メイン噴射開始時における筒内容積Vcylが大きいほど、この筒内圧力変化率dP/dθは高い値として算出される。   In step ST7, the in-cylinder pressure change rate dP / dθ is calculated. This in-cylinder pressure change rate dP / dθ is the amount of change in the in-cylinder pressure per unit crank angle accompanying the movement of the piston 13 in the cylinder to be controlled. That is, the in-cylinder pressure change rate dP / dθ due to so-called motoring. The in-cylinder pressure change rate dP / dθ is the gas amount gcyl, the gas composition C, the gas temperature T, the gas pressure P, the engine rotational speed Ne, the engine load Q, and the start time of the main injection. It is obtained from a predetermined arithmetic expression or map using the in-cylinder volume Vcyl as a parameter. For example, the larger the gas amount gcyl, the higher the gas composition C (oxygen concentration in the gas), the lower the gas temperature T, the higher the gas pressure P, the higher the engine speed Ne, the higher the engine load Q. As the in-cylinder volume Vcyl at the start of main injection increases, the in-cylinder pressure change rate dP / dθ is calculated as a higher value.

ステップST8では、メイン噴射の開始時期(クランク角度位置)injmが取得される。このメイン噴射開始時期injmは、現在のエンジン回転速度およびエンジン負荷に対応する運転格子点に割り当てられた(前記ROMに記憶された)メイン噴射の基準噴射時期である。   In step ST8, the main injection start timing (crank angle position) injm is acquired. The main injection start timing injm is a reference injection timing of main injection (stored in the ROM) assigned to the operation grid point corresponding to the current engine speed and engine load.

ステップST9では、燃料噴射量変化率dQ/dθが算出される。この燃料噴射量変化率dQ/dθは、制御対象気筒でパイロット噴射が実行される場合における単位クランク角度当たりの燃料噴射量の変化量である。この燃料噴射量変化率dQ/dθは、前記筒内圧力変化率dP/dθ、前記ガス組成C、および、前記メイン噴射開始時における筒内容積Vcylをパラメータとする所定の演算式またはマップから求められる。例えば、筒内圧力変化率dP/dθが大きいほど、ガス組成C(ガス中の酸素濃度)が高いほど、また、メイン噴射開始時における筒内容積Vcylが大きいほど、この燃料噴射量変化率dQ/dθは高い値として算出される。   In step ST9, the fuel injection amount change rate dQ / dθ is calculated. The fuel injection amount change rate dQ / dθ is a change amount of the fuel injection amount per unit crank angle when pilot injection is executed in the cylinder to be controlled. The fuel injection amount change rate dQ / dθ is obtained from a predetermined arithmetic expression or map using the in-cylinder pressure change rate dP / dθ, the gas composition C, and the in-cylinder volume Vcyl at the start of the main injection as parameters. It is done. For example, the greater the in-cylinder pressure change rate dP / dθ, the higher the gas composition C (oxygen concentration in the gas), and the greater the in-cylinder volume Vcyl at the start of main injection, the greater this fuel injection amount change rate dQ. / Dθ is calculated as a high value.

ステップST10(図5)では、上限パイロット噴射量Qhが算出される。この上限パイロット噴射量Qhは、パイロット噴射燃料の燃焼時の燃焼音を許容範囲内とするためのパイロット噴射量である。この上限パイロット噴射量Qhは、前記燃料噴射量変化率dQ/dθ、前記メイン噴射開始時期injm、前記ガス量gcyl、および、前記ガス組成Cをパラメータとする所定の演算式またはマップから求められる。例えば、燃料噴射量変化率dQ/dθが大きいほど、メイン噴射開始時期injmが進角側であるほど、ガス量gcylが多いほど、また、ガス組成C(ガス中の酸素濃度)が高いほど、上限パイロット噴射量Qhは少ない値として算出される。   In step ST10 (FIG. 5), an upper limit pilot injection amount Qh is calculated. This upper limit pilot injection amount Qh is a pilot injection amount for setting the combustion noise during the combustion of pilot injected fuel within an allowable range. The upper limit pilot injection amount Qh is obtained from a predetermined arithmetic expression or map using the fuel injection amount change rate dQ / dθ, the main injection start timing injm, the gas amount gcyl, and the gas composition C as parameters. For example, the larger the fuel injection amount change rate dQ / dθ, the higher the main injection start timing injm, the greater the gas amount gcyl, and the higher the gas composition C (oxygen concentration in the gas), The upper limit pilot injection amount Qh is calculated as a small value.

図6は、上限パイロット噴射量Qhを説明するための筒内圧力変化率波形の一例を示す図である。この図6におけるinjmはメイン噴射の開始時期である。図7は、上限パイロット噴射量Qhを説明するための燃料噴射率波形の一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing an example of the in-cylinder pressure change rate waveform for explaining the upper limit pilot injection amount Qh. Injm in FIG. 6 is the start timing of the main injection. FIG. 7 is a diagram showing an example of a fuel injection rate waveform for explaining the upper limit pilot injection amount Qh.

図6に実線で示す波形は、制御対象気筒でのピストン13の移動によって変化する筒内圧力変化率dP/dθの波形である。つまり、モータリングによる筒内圧力変化率dP/dθの波形である。ステップST10では、この図6において破線で示した領域が前記上限パイロット噴射量Qhとして算出される。つまり、筒内圧力変化率dP/dθが、前記モータリングによる筒内圧力変化率dP/dθのピーク値を超えない範囲で、メイン噴射の開始時期injmまでの期間中に噴射されるパイロット噴射燃料の最大量が、この上限パイロット噴射量Qhとして規定される。言い換えると、この上限パイロット噴射量Qhよりも多い噴射量でパイロット噴射が実行された場合には、このパイロット噴射燃料の燃焼に起因する筒内圧力変化率dP/dθが、モータリングによる筒内圧力変化率dP/dθのピーク値を超えることになり、燃焼音が増大してしまうため、この燃焼音の増大を抑制するためのパイロット噴射量の最大値として上限パイロット噴射量Qhが求められる。   The waveform indicated by the solid line in FIG. 6 is a waveform of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ that changes as the piston 13 moves in the cylinder to be controlled. That is, it is a waveform of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ due to motoring. In step ST10, a region indicated by a broken line in FIG. 6 is calculated as the upper limit pilot injection amount Qh. That is, the pilot injection fuel injected during the period up to the start timing injm of the main injection in a range where the in-cylinder pressure change rate dP / dθ does not exceed the peak value of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ due to the motoring. Is defined as the upper limit pilot injection amount Qh. In other words, when the pilot injection is executed with an injection amount larger than the upper limit pilot injection amount Qh, the in-cylinder pressure change rate dP / dθ resulting from the combustion of the pilot injected fuel is the in-cylinder pressure due to motoring. Since the peak value of the rate of change dP / dθ is exceeded and the combustion noise increases, the upper limit pilot injection amount Qh is obtained as the maximum value of the pilot injection amount for suppressing the increase in combustion noise.

また、この上限パイロット噴射量Qhでパイロット噴射が実行された場合には、図7に示すような燃料噴射率波形となる。つまり、この図7に示す燃料噴射率波形よりもパイロット噴射の燃料噴射率波形が大きくなると(燃料噴射率波形の面積が大きくなると)燃焼音が許容範囲を超えてしまうことになる。   Further, when the pilot injection is executed with the upper limit pilot injection amount Qh, the fuel injection rate waveform as shown in FIG. 7 is obtained. That is, when the fuel injection rate waveform of pilot injection becomes larger than the fuel injection rate waveform shown in FIG. 7 (when the area of the fuel injection rate waveform increases), the combustion noise exceeds the allowable range.

このステップST10の動作が、本発明でいう「上限パイロット噴射量算出部による動作であって、吸気圧縮による筒内圧力の変化率、メイン噴射の開始時期、ガス量、および、ガス組成に基づいて、上限パイロット噴射量を算出する動作」に相当する。   The operation of step ST10 is an operation by the “upper limit pilot injection amount calculation unit” according to the present invention, and is based on the rate of change of the in-cylinder pressure due to intake air compression, the start timing of main injection, the gas amount, and the gas composition. Corresponds to “the operation for calculating the upper limit pilot injection amount”.

ステップST11では、レール圧(燃料噴射圧)pcrが検知される。このレール圧pcrは、レール圧センサ41からの出力信号によって検知される。   In step ST11, the rail pressure (fuel injection pressure) pcr is detected. This rail pressure pcr is detected by an output signal from the rail pressure sensor 41.

ステップST12では、最終パイロット噴射量Qfが算出される。この最終パイロット噴射量Qfは、前記下限パイロット噴射量Qlと前記上限パイロット噴射量Qhとの間のパイロット噴射量であって、スモーク発生量を最少にするパイロット噴射量として算出される。このスモークの発生原因の一つとしては、パイロット噴射燃料の燃焼場とメイン噴射燃料の燃焼場とが重なり合い、この領域で酸素不足が生じていることが挙げられる。   In step ST12, a final pilot injection amount Qf is calculated. The final pilot injection amount Qf is a pilot injection amount between the lower limit pilot injection amount Ql and the upper limit pilot injection amount Qh, and is calculated as a pilot injection amount that minimizes the amount of smoke generated. One of the causes of this smoke generation is that the combustion field of the pilot injection fuel and the combustion field of the main injection fuel overlap, and oxygen shortage occurs in this region.

この最終パイロット噴射量Qfは、前記下限パイロット噴射量Ql、前記上限パイロット噴射量Qh、前記ガス量gcyl、前記ガス組成C、および、前記レール圧pcrをパラメータとする所定の演算式またはマップから求められる。例えば、ガス量gcylが多いほど、ガス組成C(ガス中の酸素濃度)が高いほど、また、レール圧pcrが高いほど、最終パイロット噴射量Qfは多い値として算出される。そして、これらパラメータによって算出されたパイロット噴射量が、前記下限パイロット噴射量Qlと前記上限パイロット噴射量Qhとの間の値であった場合には、その算出されたパイロット噴射量が最終パイロット噴射量Qfとなる。また、前記算出されたパイロット噴射量が、前記下限パイロット噴射量Qlよりも少ない場合には、この下限パイロット噴射量Qlが最終パイロット噴射量Qfとなる。また、前記算出されたパイロット噴射量が、前記上限パイロット噴射量Qhよりも多い場合には、この上限パイロット噴射量Qhが最終パイロット噴射量Qfとなる。   The final pilot injection amount Qf is obtained from a predetermined arithmetic expression or map using the lower limit pilot injection amount Ql, the upper limit pilot injection amount Qh, the gas amount gcyl, the gas composition C, and the rail pressure pcr as parameters. It is done. For example, as the gas amount gcyl increases, the higher the gas composition C (oxygen concentration in the gas), and the higher the rail pressure pcr, the larger the final pilot injection amount Qf is calculated. When the pilot injection amount calculated by these parameters is a value between the lower limit pilot injection amount Ql and the upper limit pilot injection amount Qh, the calculated pilot injection amount is the final pilot injection amount. Qf. If the calculated pilot injection amount is smaller than the lower limit pilot injection amount Ql, the lower limit pilot injection amount Ql becomes the final pilot injection amount Qf. If the calculated pilot injection amount is larger than the upper limit pilot injection amount Qh, the upper limit pilot injection amount Qh becomes the final pilot injection amount Qf.

図8は、パイロット噴射量とスモーク発生量との関係の一例を示す図である。このようにパイロット噴射量に応じてスモーク発生量は変化している。この図8に示すものでは、下限パイロット噴射量Qlと上限パイロット噴射量Qhとの間に、スモーク発生量を最少にすることができるパイロット噴射量が存在している。このステップST12では、このスモーク発生量を最少にすることができるパイロット噴射量を最終パイロット噴射量Qfとして算出する。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the relationship between the pilot injection amount and the smoke generation amount. Thus, the smoke generation amount changes according to the pilot injection amount. In the example shown in FIG. 8, a pilot injection amount that can minimize the amount of smoke generated exists between the lower limit pilot injection amount Ql and the upper limit pilot injection amount Qh. In step ST12, a pilot injection amount that can minimize the amount of smoke generated is calculated as a final pilot injection amount Qf.

このステップST12の動作が、本発明でいう「最終パイロット噴射量算出部による動作であって、下限パイロット噴射量と上限パイロット噴射量との間のパイロット噴射量であって、スモーク発生量を最小にするパイロット噴射量を最終パイロット噴射量として算出する動作」に相当する。   The operation of this step ST12 is an operation by the final pilot injection amount calculation unit referred to in the present invention, which is a pilot injection amount between the lower limit pilot injection amount and the upper limit pilot injection amount, and minimizes the smoke generation amount. This corresponds to “operation for calculating the pilot injection amount to be performed as the final pilot injection amount”.

ステップST13では、要求筒内圧力変化率が算出される。この要求筒内圧力変化率は、パイロット噴射燃料の燃焼時の燃焼音を許容範囲内とするための筒内圧力変化率の最大値である。そして、この要求筒内圧力変化率としては、パイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率の最大値と、メイン噴射の開始時点における筒内圧力変化率との偏差が予め設定された所定値以内に納められた値となっている。つまり、この偏差が所定値を超えた場合には、パイロット噴射燃料の燃焼時の燃焼音が許容範囲を超えてしまうことになる。このため、前記偏差が前記所定値を超えない値として前記要求筒内圧力変化率は求められる。この要求筒内圧力変化率は、実験等によって求められて前記ROMに予め記憶されたものであってもよいし、現在のエンジン回転速度およびエンジン負荷に応じて算出されたものであってもよい。   In step ST13, the required in-cylinder pressure change rate is calculated. This required in-cylinder pressure change rate is the maximum value of the in-cylinder pressure change rate for keeping the combustion noise during the combustion of the pilot injected fuel within an allowable range. The required in-cylinder pressure change rate is a predetermined value in which the deviation between the maximum value of the in-cylinder pressure change rate during the combustion period of the pilot injected fuel and the in-cylinder pressure change rate at the start of main injection is set in advance. The value is within the value. That is, when this deviation exceeds a predetermined value, the combustion noise during the combustion of the pilot injected fuel exceeds the allowable range. Therefore, the required in-cylinder pressure change rate is obtained as a value in which the deviation does not exceed the predetermined value. This required in-cylinder pressure change rate may be obtained by an experiment or the like and stored in advance in the ROM, or may be calculated according to the current engine speed and engine load. .

ステップST14では、最終パイロット噴射時期injfが算出される。この最終パイロット噴射時期injfは、前記最終パイロット噴射量Qfでパイロット噴射を実行した場合における、このパイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率dP/dθの最大値と、前記メイン噴射の開始時点における筒内圧力変化率dP/dθとの偏差が最小となるパイロット噴射時期である。   In step ST14, the final pilot injection timing injf is calculated. The final pilot injection timing injf includes the maximum value of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ during the combustion period of the pilot injected fuel and the start of the main injection when pilot injection is executed with the final pilot injection amount Qf. This is the pilot injection timing at which the deviation from the in-cylinder pressure change rate dP / dθ at the time is minimized.

この最終パイロット噴射時期injfは、前記要求筒内圧力変化率、前記ガス量gcyl、前記ガス組成C、前記ガス温度T、および、前記ガス圧力Pをパラメータとする所定の演算式またはマップから求められる。   The final pilot injection timing injf is obtained from a predetermined arithmetic expression or map using the required in-cylinder pressure change rate, the gas amount gcyl, the gas composition C, the gas temperature T, and the gas pressure P as parameters. .

図9は、要求パイロット噴射時期を説明するための燃料噴射率波形の一例を示す図である。図10は、要求パイロット噴射時期を説明するための筒内圧力変化率波形の一例を示す図である。これらの図では、互いに同一のパイロット噴射量(前記最終パイロット噴射量Qf)であってパイロット噴射時期が異なる3つのパイロット噴射それぞれにおける燃料噴射率波形および筒内圧力変化率波形を示している。なお、図10における細線の実線で示す波形は、ピストン13の移動によって変化する筒内圧力変化率dP/dθの波形(モータリングによる筒内圧力変化率dP/dθの波形)である。また、図10における太線の実線で示す波形は、燃料の燃焼に起因する筒内圧力変化率dP/dθの波形である。   FIG. 9 is a diagram showing an example of a fuel injection rate waveform for explaining the required pilot injection timing. FIG. 10 is a diagram showing an example of the in-cylinder pressure change rate waveform for explaining the required pilot injection timing. In these drawings, the fuel injection rate waveform and the in-cylinder pressure change rate waveform in three pilot injections having the same pilot injection amount (final pilot injection amount Qf) and different pilot injection timings are shown. 10 is a waveform of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ that changes with the movement of the piston 13 (a waveform of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ due to motoring). Further, the waveform indicated by the bold solid line in FIG. 10 is the waveform of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ resulting from the combustion of fuel.

これらの図におけるパイロット噴射燃料の噴射率波形および筒内圧力変化率波形のうち、実線で示す波形(図9および図10における波形P1を参照)では、他の波形(破線で示す波形;波形P2,P3を参照)に比べて、パイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率dP/dθの最大値と、メイン噴射の開始時点injmにおける筒内圧力変化率dP/dθとの偏差が小さくなっている(図10における偏差ΔdP/dθを参照)。このように、パイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率dP/dθの最大値と、メイン噴射の開始時点injmにおける筒内圧力変化率dP/dθとの偏差ΔdP/dθが小さくなることで、燃焼音を小さくすることができる。ステップST14では、このように燃焼音を最小にすることが可能なパイロット噴射時期が最終パイロット噴射時期injfとして算出される。   Of the injection rate waveform and in-cylinder pressure change rate waveform of the pilot injected fuel in these figures, the waveform indicated by the solid line (see waveform P1 in FIGS. 9 and 10) is another waveform (the waveform indicated by the broken line; waveform P2 , P3), the deviation between the maximum value of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ during the combustion period of the pilot injected fuel and the in-cylinder pressure change rate dP / dθ at the main injection start time injm is small. (See deviation ΔdP / dθ in FIG. 10). In this way, the deviation ΔdP / dθ between the maximum value of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ during the combustion period of the pilot-injected fuel and the in-cylinder pressure change rate dP / dθ at the start time injm of the main injection is reduced. Thus, combustion noise can be reduced. In step ST14, the pilot injection timing that can minimize the combustion noise is calculated as the final pilot injection timing injf.

このステップST14の動作が、本発明でいう「最終パイロット噴射時期算出部による動作であって、最終パイロット噴射量でパイロット噴射を実行した場合における、このパイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率の最大値と、メイン噴射の開始時点における筒内圧力変化率との偏差が最小となるパイロット噴射時期を最終パイロット噴射時期として算出する動作」に相当する。   The operation of this step ST14 is the “operation by the final pilot injection timing calculation unit” in the present invention, and when the pilot injection is executed with the final pilot injection amount, the in-cylinder pressure change during the combustion period of this pilot injected fuel This corresponds to an operation of calculating the pilot injection timing at which the deviation between the maximum value of the rate and the in-cylinder pressure change rate at the start of the main injection is minimum as the final pilot injection timing.

ステップST15では、パイロット噴射の実行タイミング(最終パイロット噴射時期injf)になったか(クランク角度位置が最終パイロット噴射時期injfになったか)否かを判定する。   In step ST15, it is determined whether or not the pilot injection execution timing (final pilot injection timing injf) has come (the crank angle position has reached the final pilot injection timing injf).

未だ、パイロット噴射の実行タイミングに達していない場合には、ステップST15でNO判定されて、この実行タイミングに達するのを待つ。   If the pilot injection execution timing has not yet been reached, a NO determination is made in step ST15 to wait until this execution timing is reached.

パイロット噴射の実行タイミングに達し、ステップST15でYES判定された場合には、ステップST16に移り、パイロット噴射を実行する。   When the execution timing of pilot injection is reached and YES is determined in step ST15, the process proceeds to step ST16, and pilot injection is executed.

このステップST16の動作が、本発明でいう「パイロット噴射指令部による動作であって、算出された最終パイロット噴射時期で燃料噴射弁からのパイロット噴射を実行させる動作」に相当する。   The operation of step ST16 corresponds to the “operation by the pilot injection command unit, which executes pilot injection from the fuel injection valve at the calculated final pilot injection timing” in the present invention.

以上の動作が、クランクシャフトが所定角度だけ回転する毎(何れかの気筒でパイロット噴射が開始される前のタイミングとなる毎)に繰り返されることになる。   The above operation is repeated every time the crankshaft rotates by a predetermined angle (every time before pilot injection is started in any cylinder).

このようなパイロット噴射制御が行われるため、前記ECU100によって(より具体的には、前述したECU100における各機能部分によって)本発明に係る内燃機関の制御装置が構成される。この制御装置は、前記クランクポジションセンサ40、レール圧センサ41、エアフローメータ43、アクセル開度センサ47、吸気圧センサ48、吸気温センサ49、筒内圧センサ4A、空燃比センサ4B等からの各信号を入力信号として受信する構成となっている。また、この制御装置は、各インジェクタ23にパイロット噴射の指令信号を出力信号として出力する構成となっている。   Since such pilot injection control is performed, the control device for the internal combustion engine according to the present invention is configured by the ECU 100 (more specifically, by each functional portion in the ECU 100 described above). The control device includes signals from the crank position sensor 40, rail pressure sensor 41, air flow meter 43, accelerator opening sensor 47, intake pressure sensor 48, intake air temperature sensor 49, in-cylinder pressure sensor 4A, air-fuel ratio sensor 4B, and the like. Is received as an input signal. In addition, this control device is configured to output a pilot injection command signal as an output signal to each injector 23.

以上説明したように本実施形態では、前記下限パイロット噴射量Qlと前記上限パイロット噴射量Qhとの間のパイロット噴射量であって、スモーク発生量を最少にする最終パイロット噴射量Qfを算出している。また、パイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率dP/dθの最大値と、メイン噴射の開始時点injmにおける筒内圧力変化率dP/dθとの偏差ΔdP/dθが最小となる最終パイロット噴射時期injfを算出している。そして、前記最終パイロット噴射量Qfおよび最終パイロット噴射時期injfでパイロット噴射を実行させるようにしている。これにより、失火の防止、排気エミッションの改善、および、燃焼音の低減を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, the final pilot injection amount Qf that is the pilot injection amount between the lower limit pilot injection amount Ql and the upper limit pilot injection amount Qh and that minimizes the smoke generation amount is calculated. Yes. The final pilot in which the deviation ΔdP / dθ between the maximum value of the in-cylinder pressure change rate dP / dθ during the combustion period of the pilot-injected fuel and the in-cylinder pressure change rate dP / dθ at the start time injm of the main injection is minimized. The injection timing injf is calculated. The pilot injection is executed at the final pilot injection amount Qf and the final pilot injection timing injf. Thereby, it is possible to prevent misfire, improve exhaust emission, and reduce combustion noise.

また、本実施形態では、フィードフォワード制御によってパイロット噴射の制御量を決定するものとなっている。このため、失火の発生、排気エミッションの悪化、および、燃焼音の増大を未然に防止することができる。   In the present embodiment, the control amount of pilot injection is determined by feedforward control. For this reason, generation | occurrence | production of misfire, deterioration of exhaust emission, and increase of a combustion sound can be prevented beforehand.

−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車に搭載された直列4気筒ディーゼルエンジン1に本発明を適用した場合について説明した。本発明は、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式(直列型エンジン、V型エンジン、水平対向型エンジン等の別)についても特に限定されるものではない。
-Other embodiments-
In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to the in-line four-cylinder diesel engine 1 mounted on an automobile has been described. The present invention is applicable not only to automobiles but also to engines used for other purposes. Further, the number of cylinders and the engine type (separate type engine, V-type engine, horizontally opposed engine, etc.) are not particularly limited.

また、前記実施形態ではコンベンショナル車両(駆動力源としてエンジンのみを搭載した車両)のエンジン1に本発明を適用した場合について説明したが、ハイブリッド車両(駆動力源としてエンジンおよび電動モータを搭載した車両)のエンジンに対しても本発明は適用可能である。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where this invention was applied to the engine 1 of a conventional vehicle (vehicle which mounted only an engine as a driving force source), the vehicle which mounts an engine and an electric motor as a driving force source. The present invention can also be applied to the engine.

本発明は、自動車に搭載されるディーゼルエンジンにおけるパイロット噴射制御に適用可能である。   The present invention is applicable to pilot injection control in a diesel engine mounted on an automobile.

1 エンジン(内燃機関)
3 燃焼室
23 インジェクタ(燃料噴射弁)
100 ECU
1 engine (internal combustion engine)
3 Combustion chamber 23 Injector (fuel injection valve)
100 ECU

Claims (1)

燃料噴射弁から気筒内に噴射された燃料の自着火による燃焼を行う圧縮自着火式の内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁からの燃料噴射として、メイン噴射と、このメイン噴射に先立つパイロット噴射とを実行させる制御装置において、
前記気筒内におけるガス量、ガス組成、ガス温度、および、ガス圧力を算出する実ガス状態量算出部と、
前記内燃機関の現在の回転速度および負荷を検知する機関運転状態量検知部と、
前記ガス量、前記ガス組成、前記ガス温度、前記ガス圧力、前記回転速度、および、前記負荷に基づいて、前記気筒内のピストンが圧縮上死点に達した際の吸気圧縮に起因する圧縮端温度を推定する圧縮端温度推定部と、
前記メイン噴射の開始時における目標筒内温度を取得する目標筒内温度取得部と、
前記圧縮端温度、前記目標筒内温度、前記ガス量、および、前記ガス組成に基づいて、下限パイロット噴射量を算出する下限パイロット噴射量算出部と、
吸気圧縮による筒内圧力の変化率、前記メイン噴射の開始時期、前記ガス量、および、前記ガス組成に基づいて、上限パイロット噴射量を算出する上限パイロット噴射量算出部と、
前記下限パイロット噴射量と前記上限パイロット噴射量との間のパイロット噴射量であって、スモーク発生量を最小にするパイロット噴射量を最終パイロット噴射量として算出する最終パイロット噴射量算出部と、
前記最終パイロット噴射量でパイロット噴射を実行した場合における、このパイロット噴射燃料の燃焼期間での筒内圧力変化率の最大値と、前記メイン噴射の開始時点における筒内圧力変化率との偏差が最小となるパイロット噴射時期を最終パイロット噴射時期として算出する最終パイロット噴射時期算出部と、
前記算出された最終パイロット噴射時期で前記燃料噴射弁からの前記パイロット噴射を実行させるパイロット噴射指令部と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
Applied to a compression self-ignition internal combustion engine that performs combustion by self-ignition of fuel injected into a cylinder from a fuel injection valve. As fuel injection from the fuel injection valve, main injection and pilot injection preceding this main injection In a control device that executes
An actual gas state amount calculating section for calculating the gas amount, gas composition, gas temperature, and gas pressure in the cylinder;
An engine operating state detection unit for detecting the current rotational speed and load of the internal combustion engine;
Based on the gas amount, the gas composition, the gas temperature, the gas pressure, the rotational speed, and the load, the compression end resulting from the intake compression when the piston in the cylinder reaches the compression top dead center A compression end temperature estimator for estimating the temperature;
A target in-cylinder temperature acquisition unit for acquiring a target in-cylinder temperature at the start of the main injection;
A lower limit pilot injection amount calculation unit that calculates a lower limit pilot injection amount based on the compression end temperature, the target in-cylinder temperature, the gas amount, and the gas composition;
An upper limit pilot injection amount calculation unit that calculates an upper limit pilot injection amount based on the rate of change of in-cylinder pressure due to intake compression, the start timing of the main injection, the gas amount, and the gas composition;
A final pilot injection amount calculation unit that calculates a pilot injection amount between the lower limit pilot injection amount and the upper limit pilot injection amount and that minimizes the smoke generation amount as a final pilot injection amount;
When pilot injection is executed with the final pilot injection amount, the deviation between the maximum value of the in-cylinder pressure change rate during the combustion period of the pilot-injected fuel and the in-cylinder pressure change rate at the start of the main injection is minimal. A final pilot injection timing calculation unit that calculates the pilot injection timing as the final pilot injection timing,
A pilot injection command section for executing the pilot injection from the fuel injection valve at the calculated final pilot injection timing;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018204491A (en) * 2017-06-01 2018-12-27 株式会社デンソー Control system
JP2019167826A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 株式会社豊田中央研究所 Fuel injection device
WO2020008998A1 (en) * 2018-07-04 2020-01-09 ヤンマー株式会社 Engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018204491A (en) * 2017-06-01 2018-12-27 株式会社デンソー Control system
JP2019167826A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 株式会社豊田中央研究所 Fuel injection device
WO2020008998A1 (en) * 2018-07-04 2020-01-09 ヤンマー株式会社 Engine
JP2020007923A (en) * 2018-07-04 2020-01-16 ヤンマー株式会社 engine

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